AI嵌入式K210项目（3）-GPIO控制

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前言

前面介绍了开发板和环境搭建的基本情况，接下来我们开始学习使用C进行裸板开发，本节课先来学习下K210最基础的功能，引脚映射和点灯。
在开始具体学习之前，我介绍下通用的学习和使用方法：大致了解芯片->了解进行编程的类型（GPIO/I2C/UART/SPI）->查看硬件原理图->查看编程手册->进行编程。让我们以一个IO控制开始吧！

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一、背景知识

对LED/RGB灯编程其实本质是一样的，RGB可以看作三个LED灯，都是对io的控制，LED发光二极管是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的内部是一个半导体晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。只需要给正极输入正极电压，负极接地，形成回路就可以点亮LED。

半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED灯发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。

在编程之前我们还需要进一步了解该款芯片，K210芯片使用BGA144封装，144个引脚，正方形，每一边有12个引脚。芯片宽度为8mm，长度为8mm，高度为0.953mm
引脚描述如下：

二、背景知识

可以看到，开发板板载了一颗可编程RGB灯，对其进行编程控制，需要了解其所连接的IO引脚；

接下来我们查看下原理图，可以看到他们分别连接到了IO12-IO14上，不同的IO控制不同颜色的灯，设置IO为输出模式，当IO设置为高电平时，对应的灯熄灭，当IO设置为低电平时，对应的灯点亮；

二、开始你的表演

这篇文章内容会涉及到FPIOA的使用，FPIOA的介绍可以参考我的 AI嵌入式K210项目（4）-FPIOA
新建一个gpio的文件夹，在里面新建main.c，以后也都是这样，我们每一个实验放一个文件夹

代码实现

为了方便大家看，我就不搞什么代码规范之类的了，直接放在一个文件里，方便大家查看

#include "sleep.h"
#include "gpio.h"
#include "fpioa.h"

/*****************************HARDWARE-PIN*********************************/
// 硬件IO口，与原理图对应
#define PIN_RGB_R             (12)
#define PIN_RGB_G             (13)
#define PIN_RGB_B             (14)

/*****************************SOFTWARE-GPIO********************************/
// 软件GPIO口，与程序对应
#define RGB_R_GPIONUM          (0)
#define RGB_G_GPIONUM          (1)
#define RGB_B_GPIONUM          (2)

/*****************************FUNC-GPIO************************************/
// GPIO口的功能，绑定到硬件IO口
#define FUNC_RGB_R             (FUNC_GPIO0 + RGB_R_GPIONUM)
#define FUNC_RGB_G             (FUNC_GPIO0 + RGB_G_GPIONUM)
#define FUNC_RGB_B             (FUNC_GPIO0 + RGB_B_GPIONUM)
/**
* Function       hardware_init
* @brief         硬件初始化，绑定GPIO口
* @param[in]     void
* @param[out]    void
* @retval        void
* @par History   无
*/
void hardware_init(void)
{
    // fpioa映射
    fpioa_set_function(PIN_RGB_R, FUNC_RGB_R);
    fpioa_set_function(PIN_RGB_G, FUNC_RGB_G);
    fpioa_set_function(PIN_RGB_B, FUNC_RGB_B);

}

/**
* Function       hardware_init
* @brief         RGB灯灭
* @param[in]     void
* @param[out]    void
* @retval        void
* @par History   无
*/
void rgb_all_off(void)
{
    gpio_set_pin(RGB_R_GPIONUM, GPIO_PV_HIGH);
    gpio_set_pin(RGB_G_GPIONUM, GPIO_PV_HIGH);
    gpio_set_pin(RGB_B_GPIONUM, GPIO_PV_HIGH);
}

/**
* Function       init_rgb
* @brief         初始化RGB灯
* @param[in]     void
* @param[out]    void
* @retval        void
* @par History   无
*/
void init_rgb(void)
{
    // 设置RGB灯的GPIO模式为输出
    gpio_set_drive_mode(RGB_R_GPIONUM, GPIO_DM_OUTPUT);
    gpio_set_drive_mode(RGB_G_GPIONUM, GPIO_DM_OUTPUT);
    gpio_set_drive_mode(RGB_B_GPIONUM, GPIO_DM_OUTPUT);

    // 关闭RGB灯
    rgb_all_off();
}

/**
* Function       main
* @brief         主函数，程序的入口
* @param[in]     void
* @param[out]    void
* @retval        0
* @par History   无
*/
int main(void)
{
    // RGB灯状态，0=红灯亮，1=绿灯亮，2=蓝灯亮
    int state = 0;

    // 硬件引脚初始化
    hardware_init();
    // 初始化RGB灯
    init_rgb();

    while (1)
    {
        rgb_all_off();   // 先关闭RGB灯
        // 根据state的值点亮不同颜色的灯
        gpio_set_pin(state, GPIO_PV_LOW);
        msleep(500);
        state++;
        state = state % 3;
    }
    return 0;
}

代码写好后，我们开始编译，注意：如果你编译过程中出现错误，可以先make clean掉之前生成的过程文件，重新生成

cd build
//注意这里的目标文件目录改成gpio，和刚才新建的文件夹名称一致
cmake .. -DPROJ=gpio  -G "MinGW Makefiles"
make

烧录

然后来看看结果吧

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总结

本节介绍了K210芯片使用FPIOA可编程阵列，所以每次使用硬件IO口前都需要对硬件IO口进行引脚映射。而且在软件中调用的也是软件映射后的软件GPIO。使用GPIO前需要设置GPIO的输入输出模式。LED灯是低电平点亮的，给LED引脚设置低电平时点亮，设置高电平时熄灭。